JP2019128024A - パワーユニットの密閉構造 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンと共用される複数種類のトランスアクスルを車両に搭載する場合に、複数種類のトランスアクスルの合わせ面の内側に設けられた開口部をエンジン側の合わせ面で確実かつ容易に密閉することのできるパワーユニットの密閉構造を提供する。【解決手段】エンジンハウジングにおけるトランスアクスルハウジングに連結するための第１合わせ面３５は、車両の高さ方向の下側に第２開口部３８を密閉するため異種合わせ面７１を有する。異種合わせ面７１は、第１トランスアクスルハウジング側の合わせ面に接合される第１形態合わせ面７２と、第１トランスアクスルハウジングとは種類の異なる第２トランスアクスルハウジング側の合わせ面に接合される第２形態合わせ面７３とを備える。第２形態合わせ面７３は、第１形態合わせ面７２に対してクランク軸の回転軸線Ｃ１を中心とする半径方向で外側に配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンとトランスアクスルとを連結したパワーユニットにおける密閉構造に関するものである。

従来、ハイブリッド車両には、トランスアクスルを使用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のトランスアクスルは、動力伝達部の歯車群や発電機能を有する２つのモータをトランスアクスルケース内に収容している。このようなトランスアクスルは、エンジンと連結されることでパワーユニットを構成する。

特開２０１７−５３３６９号公報

ハイブリッド車両は、駆動力源としてモータをエンジンに加えた車両である。このため、ハイブリッド車両では、エンジンに対して、例えば出力の異なるモータを収容したものや動力伝達部の構成が異なる歯車群を収容したものなど種類の異なる複数のトランスアクスルを同じエンジンに共用することで部品点数の削減を図ることが望まれている。その場合、エンジンハウジングとトランスアクスルケースとの合わせ面を共用すると、合わせ面の内側に存在する開口部を全ての種類のものに対して密閉させる必要がある。しかしながら、種類の異なるトランスアクスルは、エンジンハウジングの合わせ面に接合される合わせ面の形状が異なることが多い。エンジンハウジングおよびトランスアクスルケースの開口部は、車両の外部に向けて開いているから、互いの合わせ面を密閉させて塵埃や水などの侵入を確実に防止することが求められ、また簡便な作業で密閉することが求められる。しかしながら、従来では、そのような要請に十分に応えることのできる構造がなく、新たに開発する余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、エンジンと共用される複数種類のトランスアクスルを車両に搭載する場合に、複数種類のトランスアクスルの合わせ面の内側に設けられた開口部をエンジン側の合わせ面で確実かつ容易に密閉することのできるパワーユニットの密閉構造を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明は、エンジンハウジングにトランスアクスルハウジングが連結されるとともに、前記エンジンハウジングにおける前記トランスアクスルハウジングを連結する第１端部に前記トランスアクスルハウジングの第２端部により密閉される第１開口部の周縁に設けられた第１合わせ面を有し、かつ、前記トランスアクスルハウジングにおける前記エンジンハウジングを連結する前記第２端部に前記第１端部により密閉される第２開口部の周縁に設けられた第２合わせ面を有し、かつ、前記トランスアクスルハウジングにおける前記第２端部に対して前記エンジンハウジングとは逆側の第３端部に設けられた第３開口部の周縁に他のケースが連結される第３合わせ面が形成されたパワーユニットの密閉構造において、前記第１合わせ面は、前記パワーユニットを搭載した車両の高さ方向の下側に、前記第２開口部を密閉するため異種合わせ面を有し、前記異種合わせ面は、前記トランスアクスルハウジングの前記第２合わせ面に接合される第１形態合わせ面と、前記トランスアクスルハウジングとは種類の異なる第２トランスアクスルハウジングの第４合わせ面に接合される第２形態合わせ面とを備え、前記第２形態合わせ面は、前記第１形態合わせ面に対してエンジンの出力軸を中心とする半径方向での外側に配置されており、かつ、前記第２開口部内に前記第３合わせ面を前記他のケースに固定するための締結用孔が露呈されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、トランスアクスルハウジングの第２合わせ面に接合される第１形態合わせ面と、トランスアクスルハウジングとは種類の異なる第２トランスアクスルハウジングの第２合わせ面に接合される第２形態合わせ面とを備えた異種合わせ面をエンジンハウジングの第１端部に設けている。このため、エンジンと共用化されるトランスアクスルケースをハイブリッド車両に使用した場合に、複数種類のトランスアクスルハウジングごとに設けられている第２開口部をエンジンハウジングの第１端部で確実かつ容易に密閉することができる。また、第２形態合わせ面を設けたため、第２形態合わせ面に第２トランスアクスルハウジングの第１合わせ面を接合しても、第１開口部を密閉することができる。さらに、第２開口部内に第３合わせ面を他のケースに固定するための締結用孔を露呈させることができたから、締結部材の締結を、第３合わせ面を拡大することなく一方向から実施することができる。

本発明で密閉構造の対象とするパワーユニットを示す断面図である。 第１合わせ面を示す説明図である。 異種合わせ面と第１トランスアクスルハウジングの第２合わせ面の一部との接合状態を示す説明図である。 異種合わせ面と第２トランスアクスルハウジングの第２合わせ面の一部との接合状態を示す説明図である。 第２トランスアクスルハウジングの第２合わせ面および第４合わせ面をエンジンハウジング側から見た説明図である。 トランスアクスルハウジングを示す正面図である。 ギヤ室を示す断面図である。 トランスアクスルハウジングのギヤ室を示す断面図である。

以下に、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。図１は、本発明で密閉構造の対象とするパワーユニット１０を示す断面図である。図１に示すようにパワーユニット１０は、エンジンハウジング１１とトランスアクスルケース１２とを連結して構成されている。エンジンハウジング１１は、周知のように駆動力源であるエンジン１３と一体的に形成されている。トランスアクスルケース１２は、駆動力源として発電機能を有するモータを収容する。モータは、例えば第１モータ１５および第２モータ１６で構成されている。

また、トランスアクスルケース１２は、駆動力源から出力されたトルクを駆動輪に伝達する動力伝達機構１７を収容する。動力伝達機構１７は、遊星歯車機構１８や減速機構１９を含む歯車群で構成されており、互いに平行な４つの回転軸の軸線Ｃ１からＣ４を備えている。第１軸線Ｃ１は、エンジン１３の出力軸１４に一致している。第１軸線Ｃ１上には、遊星歯車機構１８が配置され、かつ第１モータ１５の第１ロータ軸２０が回転可能に支持されている。遊星歯車機構１８は、エンジン１３から出力される駆動力を第１モータ１５側と駆動輪側とに分配する分配比を変える動力分配機構を構成する。第２軸線Ｃ２上には、減速機構１９の一部を構成するカウンタ軸２１が回転可能に支持されている。第３軸線Ｃ３上には、第２モータ１６の第２ロータ軸２２が回転可能に支持されている。第２ロータ軸２２から出力されるトルクは、減速機構１９を介して駆動輪に伝達される。また、第４軸線Ｃ４上には、減速機構１９の一部を構成するデファレンシャルギヤ２３が配置され、かつ車幅方向に沿って設けられた一対の駆動軸２４が回転可能に支持されている。

本実施形態のトランスアクスルは、第１ロータ軸２０および第２ロータ軸２２がそれぞれ異なる第１軸線Ｃ１および第３軸線Ｃ３上に配置された複軸式の構成になっている。しかしながら、本発明では複軸式の構成に限らず、第１モータ１５および第２モータ１６が、例えば第１軸線Ｃ１上にそれぞれ配置された構成のものであってもよい。また、本実施形態のトランスアクスルは、２つのモータ１５，１６を備えているが、本発明ではこれに限らず、一つのモータを備える構成であってもよい。さらに動力伝達機構１７は、第１モータ１５、第２モータ１６、およびエンジン１３の少なくとも一つから出力されるトルクを駆動輪に向けて伝達する構成であればよい。なお、図１は、分かりやすくするために模式的に示しており、実際のサイズや形状とは異なる。

トランスアクスルケース１２は、エンジンハウジング１１側から順にトランスアクスルハウジング３０、エクステンションケース３１およびリヤカバー３２を有する。エクステンションケース３１は、本発明の実施形態における他のケースの一例である。トランスアクスルハウジング３０およびエクステンションケース３１は、一体的に構成されていてもよい。この場合には、リヤカバー３２が本発明の実施形態における他のケースに相当する。

エンジンハウジング１１は、トランスアクスルハウジング３０に接合される第１端部３４を有する。第１端部３４は、第１合わせ面３５、および複数の第１ボルト孔３６を有する。第１合わせ面３５は、エンジンハウジング１１におけるトランスアクスルハウジング３０を連結する端部にトランスアクスルハウジング３０の端部により密閉される第１開口部３７の周縁に設けられている。第１合わせ面３５は、所定の幅を有して設けられており、第１ボルト孔３６は、第１合わせ面３５の幅内に形成されている。

トランスアクスルハウジング３０は、エンジンハウジング１１側の端に第２開口部３８を、かつエクステンションケース３１側に第３開口部３９をそれぞれ有する筒形状になっている。第２開口部３８側には、エンジンハウジング１１に接合される第２端部４０が形成されている。第２端部４０は、第２合わせ面４１、および複数の第２ボルト孔４２を有する。第２合わせ面４１は、第２開口部３８の外周に沿って形成されており、所定の幅を有している。複数の第２ボルト孔４２は、第２合わせ面４１の幅内に設けられている。第２ボルト孔４２には、ボルト２８の雄ネジが螺合される雌ネジが形成されている。第２合わせ面４１は、第１合わせ面３５に複数のボルト２８により固定される。なお、第２合わせ面４１および第１合わせ面３５の固定は、ボルト２８に限らず、周知の締結部材による固定であってよい。また、第２ボルト孔４２を貫通孔にし、そしてナットを使用して締結してもよい。

トランスアクスルハウジング３０は、エンジンハウジング１１側とエクステンションケース３１側とに内部を仕切る第１隔壁４３が設けられている。第１合わせ面３５および第２合わせ面４１が固定されると、第１隔壁４３とエンジンハウジング１１との間の内部に、例えばダンパ装置４４が収容されるダンパ室４５が形成される。ダンパ室４５は、外気と遮断されるように気密状態にされる。ダンパ装置４４は、第１軸線Ｃ１上に配置され、かつエンジン１３の出力軸１４が入力軸に連結され、かつエンジン１３から出力されるトルク変動などを吸収する。ダンパ装置４４の出力軸は、動力伝達機構１７の入力軸に連結される。

トランスアクスルハウジング３０には、エクステンションケース３１側に第３端部４６を有する。第３端部４６は、一部が第２端部４０よりも出力軸１４を中心とする半径方向に膨出した形状になっている。第３端部４６は、第３合わせ面４７、および複数の第３ボルト孔４８を有する。第３合わせ面４７は、第３開口部３９の外周に沿って形成されており、所定の幅を有している。複数の第３ボルト孔４８は、第３合わせ面４７の幅内に設けられている。

エクステンションケース３１には、トランスアクスルハウジング３０側に第４端部５０が形成されている。第４端部５０は、第４合わせ面５１、および複数の第４ボルト孔５２を有する。第４合わせ面５１は、エクステンションケース３１におけるトランスアクスルハウジング３０側の端に設けられた第４開口部５３の外周に所定の幅を有して設けられている。複数の第４ボルト孔５２は、第４合わせ面５１の幅内に設けられている。第４合わせ面５１は、第３合わせ面４７に複数のボルト５４により固定される。

エクステンションケース３１は、トランスアクスルハウジング３０側とリヤカバー３２側とに内部を仕切る第２隔壁５５を備える。第３合わせ面４７および第４合わせ面５１を固定することにより、第１隔壁４３と第２隔壁５５との間の内部には、例えば動力伝達機構１７が収容されるギヤ室５６が形成される。ギヤ室５６は、オイルなどの冷却機能を有する潤滑油が外部に漏れないように液密状態にされる。

エクステンションケース３１には、リヤカバー３２側に第５端部５８が形成されている。第５端部５８は、第５合わせ面５９、および複数の第５ボルト孔６０を有する。第５合わせ面５９は、エクステンションケース３１におけるリヤカバー側の端に設けられた第５開口部６１の外周に所定の幅を有して設けられている。複数の第５ボルト孔６０は、第５合わせ面５９の幅内に設けられている。第５合わせ面５９は、リヤカバー３２に設けられた第６合わせ面６２に複数のボルト６３により固定される。

第５合わせ面５９および第６合わせ面６２を互いを密着させて固定することで、第２隔壁５５とリヤカバー３２との間の内部には、第１モータ１５および第２モータ１６が収容されるモータ室６５が形成される。モータ室６５は、オイルなどの冷却機能を有する潤滑油が外部に漏れないように液密状態にされる。

図２は、第１合わせ面３５を示す説明図である。本実施形態のエンジンハウジング１１には、例えばギヤ室５６の容積の異なる第１トランスアクスルハウジングまたは第２トランスアクスルハウジングの固定が可能になっている。

図２に示すように第１合わせ面３５は、共有合わせ面７０および共有合わせ面７０に繋がる異種合わせ面７１を備える。共有合わせ面７０は、第１トランスアクスルハウジングに形成された第２合わせ面、または第２トランスアクスルハウジングに形成された第２合わせ面に接合される面である。その共有合わせ面７０は、第１合わせ面３５のうち下部を除く範囲、つまり図２に示す符号Ｈ１で示す範囲となっている。また、異種合わせ面７１は、第１合わせ面３５のうち下部、つまり図２に示す符号Ｈ２で示す範囲となっている。その異種合わせ面７１は、第１トランスアクスルハウジングの第２合わせ面４１の一部に接合される第１形態合わせ面７２と、第２トランスアクスルハウジングの第２合わせ面４１の一部に接合される第２形態合わせ面７３とを有する。

第１形態合わせ面７２および第２形態合わせ面７３は、車両の高さ方向にずれている。つまり、第２形態合わせ面７３は、第１形態合わせ面７２に対して第１軸線Ｃ１を中心とする半径方向の外側に向けて膨らんだ形状になっている。第１形態合わせ面７２と第２形態合わせ面７３との間は、第1合わせ面３５に露呈し、かつ貫通していない底有りの空洞部７４が形成されている。なお、第１形態合わせ面７２と第２形態合わせ面７３との間は、必ずしも空洞部７４である必要はなく、代わりに空洞にしない実部であってもよい。

図３は、異種合わせ面と第１トランスアクスルハウジングの第２合わせ面の一部との接合状態を示す説明図である。図３に示すように異種合わせ面７１に対して第１トランスアクスルハウジング３０−１の第２合わせ面４１−１を固定すると、第２合わせ面４１−１の一部４１−１ａが第１形態合わせ面７２に接合する。このため、第２合わせ面４１−１および第１合わせ面３５が確実に接合され、第１トランスアクスルハウジング３０−１の第２開口部３８が密閉される。

図４は、異種合わせ面と第２トランスアクスルハウジングの第２合わせ面の一部との接合状態を示す説明図である。図４に示すように異種合わせ面７１に対して第２トランスアクスルハウジング３０−２の第４合わせ面４１−２を固定すると、第４合わせ面４１−２の一部４１−２ａが第２形態合わせ面７３に接合する。このため、第４合わせ面４１−２および第１合わせ面３５が確実に接合され、第２トランスアクスルハウジング３０−２の第２開口部３８が密閉される。このように第１合わせ面３５に異種合わせ面７１を備えることで、共通のエンジンハウジング１１に複数種類のトランスアクスルハウジング３０を連結することができるため、トランスアクスルハウジング３０の部品点数を削減することができる。

図５は、第２トランスアクスルハウジングの第２合わせ面および第４合わせ面をエンジンハウジング１１側から見た説明図である。図５に示すように第４合わせ面４１−２には、複数の第２ボルト孔４２が設けられている。エンジンハウジング１１側から見ると、複数の第３ボルト孔４８のうち下部にある一部のボルト孔、例えば第３ボルト孔４８−１が第２開口部３８の内部に配置されている。つまり、第３ボルト孔４８−１を含む第３合わせ面４７の下方の一部４７ａは、第４合わせ面４１−２の一部４１−２ａに対して第２開口部３８の内部に向けて窪んだ形状になっている。第３ボルト孔４８−１は、本発明の実施形態における締結用孔の一例である。

トランスアクスルハウジング３０のギヤ室５６の断面形状は、第３合わせ面４７の内側と略同じ断面形状になっている。このため、第３合わせ面４７の下部４７ａを第４合わせ面４１−２の一部４１−２ａよりも車両の高さ方向における上方に向けて窪ませたから、ギヤ室５６のコンパクト化を図ることや、路面からギヤ室５６を含むトランスアクスルハウジング３０の下部までの車高を高くすることができる。また、エンジンハウジング１１の下部がギヤ室５６の下部よりも路面側に突出する構造になるため、路面がギヤ室５６の下部よりも先にエンジンハウジング１１の下部に干渉する。これにより、ギヤ室５６の下部と路面との干渉を抑制することができ、よってギヤ室５６のオイル漏れを抑制することができる。また、トランスアクスルハウジング３０のギヤ室５６は、車両のキャビンよりも前方に配置されているため路面と干渉しやすいが、前述したと同じまたは同様にエンジンハウジング１１の下部により路面との干渉を抑制でき、よってギヤ室５６のオイル漏れを抑制することができる。

図６は、トランスアクスルハウジングを示す正面図である。図６に示すようにトランスアクスルハウジング３０には、正面側であるエンジンハウジング１１側から見ると、第４合わせ面４１−２、第２開口部３８、および第３合わせ面４７に設けられた複数の第３ボルト孔４８が視認される。複数の第３ボルト孔４８のうち、車両の高さ方向での下部にある第３ボルト孔４８−１は第２開口部３８の内部にある。第１隔壁４３には、第３ボルト孔４８−１をエンジンハウジング１１側に向けて露呈させるための開口７６を有する。

つまり、第３合わせ面４７に設けられた第３ボルト孔４８と第４合わせ面４１−２に設けられた第２ボルト孔４２とが車幅方向にて干渉することがない。これにより、トランスアクスルハウジング３０にエクステンションケース３１を複数のボルト５４で固定する場合に、一方向、つまりエンジンハウジング１１側から複数のボルト５４の全てを挿入して締め付けることができる。つまり、トランスアクスルケース１２は、例えば、図１に示したエンジンハウジング１１を上にした姿勢で下側から順に組み立てられる。このとき、エクステンションケース３１にトランスアクスルハウジング３０を固定する場合に、全てのボルト５４を上から下に向けて挿入して締結することができる。これにより、トランスアクスルハウジング３０を反転することなくエクステンションケース３１に固定することができ、組み付け工程の煩雑化を抑制することができる。

図７は、ギヤ室を示す断面図である。図７に示すようにギヤ室５６は、デファレンシャルギヤ２３の回転に連動して作動する機械式のオイルポンプ７８が設けられている。オイルポンプ７８は、ストレーナ７９からオイルを吸い込む。ストレーナ７９の近傍には、ドレン孔８０が設けられている。ドレン孔８０は、オイル交換時の排出孔である。

第３合わせ面４７の一部４７ａ、つまりギヤ室５６の下方の一部５６ａを第２合わせ面４１よりも第１軸線Ｃ１を中心とする半径方向の内側に窪ませたことにより、ギヤ室５６の一部５６ａに隣接し、かつ車両の前後方向における略中央である中央部５６ｂがギヤ室５６における車両の高さ方向での最下部になる。これにより、一部５６ａよりも低い中央部５６ｂにオイルを溜めることができる。この中央部５６ｂにオイルポンプ７８のストレーナ７９が設けられている。このため、ストレーナ７９のエア吸いを抑制することができる。また、ドレン孔８０がストレーナ７９の近傍に設けられているため、オイルの全部を排出し易い。さらに、一部５６ａを内側に設けたことによりギヤ室５６の容積が少なくなる。このため、少ない油量で中央部５６ｂでの油面高さ８１を稼ぐことができる。

図８は、トランスアクスルハウジングのギヤ室を示す断面図である。図８に示すようにトランスアクスルハウジング３０のギヤ室５６の断面は、第３合わせ面４７の内面と略同じ断面になっている。第４軸線Ｃ４は、ギヤ室５６にて車両の前後方向における中央部５６ｂに対して一方側に配置されている。そして、ギヤ室５６の一部５６ａは、車両の前後方向における中央部５６ｂに対して他方側に配置されている。このため、第４軸線Ｃ４を中心として一部５６ａ側を路面に近づける方向に向けて、つまり図８に示す矢印方向に向けて回転させて、一部５６ａが路面に最も近づく位置になるまでの回転量に余裕がある。このため、トランスアクスルハウジング３０の搭載姿勢の自由度を増やすことができる。なお、図８では、回転前の姿勢を二点鎖線で、回転後の姿勢を実線で示している。

１０…パワーユニット、 １１…エンジンハウジング、 ３０…トランスアクスルハウジング、 ３４…第１端部、 ３５…第１合わせ面、 ３７…第１開口部、 ３８…第２開口部、 ３９…第３開口部、 ４０…第２端部、 ４１…第２合わせ面、 ４６…第３端部、 ４７…第３合わせ面、 ７１…異種合わせ面、 ７２…第１形態合わせ面、 ７３…第２形態合わせ面、 ４８−１…第３ボルト孔。

Claims (1)

1. エンジンハウジングにトランスアクスルハウジングが連結されるとともに、前記エンジンハウジングにおける前記トランスアクスルハウジングを連結する第１端部に前記トランスアクスルハウジングの第２端部により密閉される第１開口部の周縁に設けられた第１合わせ面を有し、かつ、前記トランスアクスルハウジングにおける前記エンジンハウジングを連結する前記第２端部に前記第１端部により密閉される第２開口部の周縁に設けられた第２合わせ面を有し、かつ、前記トランスアクスルハウジングにおける前記第２端部に対して前記エンジンハウジングとは逆側の第３端部に設けられた第３開口部の周縁に他のケースが連結される第３合わせ面が形成されたパワーユニットの密閉構造において、
   前記第１合わせ面は、前記パワーユニットを搭載した車両の高さ方向の下側に、前記第２開口部を密閉するため異種合わせ面を有し、
   前記異種合わせ面は、前記トランスアクスルハウジングの前記第２合わせ面に接合される第１形態合わせ面と、前記トランスアクスルハウジングとは種類の異なる第２トランスアクスルハウジングの第４合わせ面に接合される第２形態合わせ面とを備え、
   前記第２形態合わせ面は、前記第１形態合わせ面に対してエンジンの出力軸を中心とする半径方向での外側に配置されており、かつ、前記第２開口部内に、前記第３合わせ面を前記他のケースに締結するための締結用孔が露呈されていることを特徴とするパワーユニットの密閉構造。

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